DE102024106815A1 - Bearing arrangement of a shaft on a component, in particular of a motor vehicle, electrical machine for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
Bearing arrangement of a shaft on a component, in particular of a motor vehicle, electrical machine for a motor vehicle and motor vehicleInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung (9) einer Welle (7) an einem separat von der Welle (7) ausgebildeten und zusätzlich zu der Welle (7) vorgesehenen Bauelement (8), bei welcher die Welle (7) über wenigstens ein Wälzlager (10) um eine Drehachse (4) relativ zu dem Bauelement (8) drehbar an dem Bauelement (8) gelagert ist. Es ist ein zumindest teilweise in der Welle (7) verlaufender und von einem Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbarer Kanal (16) vorgesehen, welcher eine von dem Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbare Austrittsöffnung (17) aufweist, über welche das Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Kanal (16) ausleitbar ist, um dadurch die wenigstens eine Kühl- und/oder Schmierstelle (S) mit dem Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen.The invention relates to a bearing arrangement (9) of a shaft (7) on a component (8) that is formed separately from the shaft (7) and provided in addition to the shaft (7), in which the shaft (7) is mounted on the component (8) via at least one rolling bearing (10) so as to be rotatable about an axis of rotation (4) relative to the component (8). A channel (16) is provided that runs at least partially in the shaft (7) and through which a coolant and/or lubricant can flow, which channel has an outlet opening (17) through which the coolant and/or lubricant can flow and via which the coolant and/or lubricant can be discharged from the channel (16) in order to thereby supply the at least one cooling and/or lubrication point (S) with the coolant and/or lubricant.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem Bauelement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer solchen Lagerungsanordnung. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen elektrischen Maschine.The invention relates to a bearing arrangement for a shaft on a component, in particular of a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric machine for a motor vehicle, comprising at least one such bearing arrangement. The invention also relates to a motor vehicle comprising at least one such electric machine.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem Bauelement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eine elektrische Maschine mit wenigstens einer solchen Lagerungsanordnung und ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen elektrischen Maschine zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Versorgung wenigstens einer Stelle mit einem Kühl- und/oder Schmiermittel realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide a bearing arrangement of a shaft on a component, in particular of a motor vehicle, an electrical machine with at least one such bearing arrangement and a motor vehicle with at least one such electrical machine, so that a particularly advantageous supply of at least one point with a coolant and/or lubricant can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lagerungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a bearing arrangement having the features of patent claim 1, by an electric machine having the features of patent claim 6, and by a motor vehicle having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem separat von der Welle ausgebildeten und zusätzlich zu der Welle vorgesehenen Bauelement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet beispielsweise, dass das einfach auch als Fahrzeug bezeichnete und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Lagerungsanordnung und somit die Welle und das separat von der Welle ausgebildete und zusätzlich zu der Welle vorgesehene Bauelement aufweist. Bei der Lagerungsanordnung ist die Welle über wenigstens ein insbesondere separat von der Welle und separat von dem Bauelement ausgebildetes und ganz insbesondere zusätzlich zu der Welle und zusätzlich dem Bauelement vorgesehenes Wälzlager um eine Drehachse relativ zu dem Bauelement drehbar an dem Bauelement gelagert. Das Wälzlager weist separat von der Welle und separat von dem Bauelement ausgebildete Wälzkörper auf, welche beispielsweise als Kugeln ausgebildet sein können. Dreht sich die Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement, so wälzen die Wälzkörper, insbesondere jeweils direkt, an einer inneren, ersten Laufbahn und an einer äußeren, zweiten Laufbahn ab, wobei die äußere Laufbahn in radialer Richtung der Welle weiter außen als die innere Laufbahn angeordnet ist. Insbesondere sind die Laufbahnen in radialer Richtung der Welle einander zugewandt. Das Wälzlager weist außerdem einen separat von der Welle und separat von dem Bauelement und auch separat von den Wälzkörpern ausgebildeten Käfig auf, mittels welchem die Wälzkörper in einem jeweiligen, in Umfangsrichtung der Welle verlaufenden Abstand zueinander gehalten sind. Die Umfangsrichtung der Welle verläuft um die Drehachse herum, sodass insbesondere die Umfangsrichtung der Welle in einer Ebene verläuft, die senkrecht zur axialen Richtung der Welle verläuft, deren radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung der Welle verläuft. Somit verläuft beispielsweise die radiale Richtung der Welle ebenfalls in der genannten Ebene. Die axiale Richtung der Welle fällt mit der Drehachse zusammen.A first aspect of the invention relates to a bearing arrangement for a shaft on a component, in particular a motor vehicle, which is formed separately from the shaft and provided in addition to the shaft. This means, for example, that the motor vehicle, also simply referred to as a vehicle and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, in its fully manufactured state has the bearing arrangement and thus the shaft and the component formed separately from the shaft and provided in addition to the shaft. In the bearing arrangement, the shaft is rotatably mounted on the component about an axis of rotation relative to the component via at least one rolling bearing, which is formed in particular separately from the shaft and separately from the component and very particularly provided in addition to the shaft and in addition to the component. The rolling bearing has rolling elements formed separately from the shaft and separately from the component, which can be designed, for example, as balls. If the shaft rotates about the axis of rotation relative to the component, the rolling elements roll, in particular directly, on an inner, first raceway and on an outer, second raceway, wherein the outer raceway is arranged further outward in the radial direction of the shaft than the inner raceway. In particular, the raceways face one another in the radial direction of the shaft. The rolling bearing also has a cage formed separately from the shaft and separately from the component and also separately from the rolling elements, by means of which the rolling elements are held at a respective distance from one another running in the circumferential direction of the shaft. The circumferential direction of the shaft runs around the axis of rotation, so that in particular the circumferential direction of the shaft runs in a plane that is perpendicular to the axial direction of the shaft, the radial direction of which is perpendicular to the axial direction of the shaft. Thus, for example, the radial direction of the shaft also runs in the aforementioned plane. The axial direction of the shaft coincides with the axis of rotation.
Bei der Lagerungsanordnung ist ein zumindest teilweise in der Welle verlaufender Kanal vorgesehen, welcher von einem Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbar ist. Vorzugsweise ist das Kühl- und/oder Schmiermittel ein Bestandteil der Lagerungsanordnung. Das Kühl- und/oder Schmiermittel wird auch als Fluid bezeichnet. Wenn somit zuvor und im Folgenden die Rede von dem Fluid ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Kühl- und/oder Schmiermittel zu verstehen. Vorzugsweise ist das Fluid flüssig, mithin eine Flüssigkeit. Ganz vorzugsweise ist das Fluid ein Öl. Da der Kanal zumindest teilweise in der Welle, das heißt innerhalb der Welle verläuft, verläuft zumindest ein Teil des Kanals in der Welle, das heißt innerhalb der Welle, sodass beispielsweise der Teil des Kanals, insbesondere direkt, von einer innenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle begrenzt sein kann. Strömt somit das Fluid durch die Welle, mithin durch den Teil des Kanals, so berührt das Fluid beispielsweise die innenumfangsseitige Mantelfläche direkt. Insbesondere während eines Betriebs einer die Lagerungsanordnung aufweisenden Einrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, strömt das Fluid in eine Strömungsrichtung durch den Kanal hindurch, welcher insbesondere dann, wenn das Fluid ein Öl ist, auch als Ölkanal bezeichnet wird.The bearing arrangement includes a channel extending at least partially within the shaft through which a coolant and/or lubricant can flow. Preferably, the coolant and/or lubricant is a component of the bearing arrangement. The coolant and/or lubricant is also referred to as a fluid. Thus, when reference is made to the fluid above and below, this refers to the coolant and/or lubricant, unless otherwise stated. Preferably, the fluid is liquid. Most preferably, the fluid is an oil. Since the channel extends at least partially within the shaft, i.e., inside the shaft, at least part of the channel extends within the shaft, i.e., inside the shaft, so that, for example, part of the channel can be delimited, in particular directly, by an inner circumferential surface of the shaft. If the fluid thus flows through the shaft, i.e., through part of the channel, the fluid directly contacts, for example, the inner circumferential surface. In particular during operation of a device having the bearing arrangement, in particular of the motor vehicle, the fluid flows in a flow direction through the channel, which is also referred to as an oil channel, in particular when the fluid is an oil.
Der Kanal weist, insbesondere genau, eine von dem Fluid durchströmbare Austrittsöffnung auf, über welche das Fluid aus dem Kanal ausleitbar ist, um dadurch wenigstens eine, einfach auch als Stelle bezeichnete Kühl- und/oder Schmierstelle mit dem Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgen. Bei der Stelle handelt es sich beispielsweise um eine Stelle, an der dann, wenn sich die Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement dreht, wenigstens zwei Elemente, insbesondere direkt, aneinander abgleiten. Bei dem ersten der Elemente kann es sich um die Welle handeln, und bei einem zweiten der Elemente kann es sich beispielsweise um ein Dichtelement, wie beispielsweise einen Radialwellendichtring handeln, sodass sich beispielsweise dann, wenn sich die Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement dreht, das Dichtelement, insbesondere direkt, an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle abgleitet. Das Dichtelement ist beispielsweise separat von dem Bauelement und separat von der Welle ausgebildet, wobei beispielsweise das Dichtelement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Bauelement befestigt sein kann, insbesondere derart, dass zumindest um die Drehachse verlaufende Relativdrehungen zwischen dem Dichtelement und dem Bauelement unterbunden sind. Somit ist insbesondere die Welle um die Drehachse relativ zu dem Dichtelement drehbar.The channel has, in particular, an outlet opening through which the fluid can flow, through which the fluid can be discharged from the channel in order to supply at least one cooling and/or lubricating point, also referred to simply as a point, with the cooling and/or lubricating agent. This location is, for example, a location at which, when the shaft rotates about the axis of rotation relative to the component, at least two elements slide against one another, in particular directly. The first of the elements can be the shaft, and a second of the elements can be, for example, a sealing element, such as a radial shaft seal, so that, for example, when the shaft rotates about the axis of rotation relative to the component, the sealing element slides, in particular directly, against an outer circumferential surface of the shaft. The sealing element is, for example, formed separately from the component and separately from the shaft, wherein, for example, the sealing element can be fastened at least indirectly, in particular directly, to the component, in particular in such a way that relative rotations between the sealing element and the component, at least around the axis of rotation, are prevented. Thus, in particular, the shaft is rotatable about the axis of rotation relative to the sealing element.
Die Austrittsöffnung ist in radialer Richtung der Welle nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch den relativ zu der Austrittsöffnung und relativ zu der Welle um die Drehachse drehbaren Käfig des Wälzlagers überlappt. Ganz insbesondere ist der Käfig um die Drehachse relativ zu dem Bauelement drehbar.The outlet opening is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, overlapped outwardly in the radial direction of the shaft by the cage of the rolling bearing, which is rotatable about the rotational axis relative to the outlet opening and relative to the shaft. In particular, the cage is rotatable about the rotational axis relative to the component.
Um nun die Kühl- und/oder Schmiermittel besonders vorteilhaft mit dem Fluid versorgen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Käfig wenigstens zwei in um die Drehachse herum verlaufender Umfangsrichtung des Käfigs, insbesondere direkt, aufeinanderfolgende und somit sich jeweils in Umfangsrichtung des Käfigs, dessen Umfangsrichtung mit der Umfangsrichtung der Welle zusammenfällt, erstreckende Teilbereiche aufweist, nämlich einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich. Durch den ersten Teilbereich ist in wenigstens einer ersten Drehstellung des Käfigs die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, überlappt. Durch den zweiten Teilbereich ist in wenigstens einer von der ersten Drehstellung unterschiedlichen, zweiten Drehstellung des Käfigs die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, überlappt. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass in der ersten Drehstellung die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet überlappungsfrei zu dem zweiten Teilbereich angeordnet ist, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass in der ersten Drehstellung des Käfigs die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin nicht durch den zweiten Teilbereich überlappt ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in der zweiten Drehstellung die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet überlappungsfrei zu dem ersten Teilbereich angeordnet ist, sodass vorzugsweise in der zweiten Drehstellung die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin nicht durch den ersten Teilbereich überlappt ist.In order to be able to supply the coolant and/or lubricant with the fluid in a particularly advantageous manner, the invention provides that the cage has at least two sub-regions which, in particular, directly follow one another in the circumferential direction of the cage running around the axis of rotation and thus each extend in the circumferential direction of the cage, the circumferential direction of which coincides with the circumferential direction of the shaft, namely a first sub-region and a second sub-region. In at least one first rotational position of the cage, the outlet opening is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, overlapped towards the outside in the radial direction of the shaft by the first sub-region. In at least one second rotational position of the cage which is different from the first rotational position, the outlet opening is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, overlapped towards the outside in the radial direction of the shaft by the second sub-region. In particular, it is provided that in the first rotational position the outlet opening is arranged without overlapping with the second partial region as viewed outwards in the radial direction of the shaft, so that it is preferably provided that in the first rotational position of the cage the outlet opening is not overlapped by the second partial region as viewed outwards in the radial direction of the shaft. Furthermore, it is preferably provided that in the second rotational position the outlet opening is arranged without overlapping with the first partial region as viewed outwards in the radial direction of the shaft, so that preferably in the second rotational position the outlet opening is not overlapped by the first partial region as viewed outwards in the radial direction of the shaft.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Teilbereich die Austrittsöffnung gegenüber dem ersten Teilbereich, der die Austrittsöffnung gegenüber dem zweiten Teilbereich stärker versperrt, stärker freigibt. Dies bedeutet, dass dann, wenn sich der Käfig in der zweiten Drehstellung relativ zu der Austrittsöffnung befindet, der zweite Teilbereich die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin stärker freigibt als dann, wenn sich der Käfig in der ersten Drehstellung relativ zu der Austrittsöffnung befindet, sodass dann, wenn sich der Käfig in der ersten Drehstellung relativ zu der Austrittsöffnung befindet, der Käfig die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet stärker fluidisch versperrt als wenn sich der Käfig in der zweiten Drehstellung relativ zu der Austrittsöffnung befindet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt drosselt der erste Teilbereich in der ersten Drehstellung des Käfigs die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet stärker als der zweite Teilbereich in der zweiten Drehstellung des Käfigs. Umgekehrt ausgedrückt drosselt in der zweiten Drehstellung des Käfigs der zweite Teilbereich des Käfigs die Austrittsöffnung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet weniger stark als der erste Teilbereich des Käfigs in der ersten Drehstellung des Käfigs. Hierdurch kann auf besonders einfach Weise eine hinreichende Versorgung der Stelle mit dem Fluid gewährleistet werden, insbesondere derart, dass sowohl eine Mangelversorgung der Stelle mit dem Fluid als auch eine Überversorgung der Stelle mit dem Fluid vermieden werden können. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Furthermore, the invention provides that the second sub-region opens the outlet opening to a greater extent than the first sub-region, which blocks the outlet opening to a greater extent than the second sub-region. This means that when the cage is in the second rotational position relative to the outlet opening, the second sub-region opens the outlet opening to a greater extent outwards in the radial direction of the shaft than when the cage is in the first rotational position relative to the outlet opening, so that when the cage is in the first rotational position relative to the outlet opening, the cage fluidically blocks the outlet opening to a greater extent outwards in the radial direction of the shaft than when the cage is in the second rotational position relative to the outlet opening. In other words, again in the first rotational position of the cage, the first sub-region throttles the outlet opening to a greater extent outwards in the radial direction of the shaft than the second sub-region in the second rotational position of the cage. Conversely, in the second rotational position of the cage, the second section of the cage throttles the outlet opening less strongly, viewed outward in the radial direction of the shaft, than the first section of the cage in the first rotational position of the cage. This makes it particularly easy to ensure a sufficient supply of fluid to the location, in particular in such a way that both an insufficient supply of fluid to the location and an oversupply of fluid to the location can be avoided. The invention is based in particular on the following findings and considerations:
Von auch als Kolbenhubmaschinen bezeichneten Hubkolbenmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, ist es bekannt, dass beispielsweise Reib- und/oder Gleitpartner mit einem Kühl- und/oder Schmiermittel versorgt werden sollen, um die einfach auch als Partner bezeichneten Reib- und/oder Gleitpartner mit einer hinreichenden Menge des Kühl- und/oder Schmiermittels zu versorgen. Ist das Kühl- und/oder Schmiermittel als ein Öl ausgebildet, so wird das Versorgen der Partner mit dem Kühl- und/oder Schmiermittel auch als Beölen oder Beölung bezeichnet. Hierfür wird üblicherweise ein Kreislauf-Konzept entwickelt, welches Bedürfnisse der Partner berücksichtigt und sicherstellen kann, dass eine für einen jeweiligen Betriebszustand notwendige und vorteilhafte Menge des vorzugsweise als Flüssigkeiten ausgebildeten Kühl- und/oder Schmiermittels zu den Partnern und somit zu wenigstens einer Stelle gefördert wird. Insbesondere wird das Fluid verwendet, um an der Stelle eine übermäßig hohe Reibung zu vermeiden und/oder Wärme abzutransportieren und somit übermäßig hohe Temperaturen zu vermeiden. Im Gegensatz zu solchen Hubkolbenmaschinen weisen elektrische Maschinen, die beispielsweise als elektrische Antriebsmaschinen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben von Kraftfahrzeugen verwendet werden, konzeptbedingt keine oszillierenden Bauteile auf. Während beispielsweise bei Hubkolbenmaschinen Reib- und/oder Gleit- und/oder Schmierpartner einfach mittels eines Nebels des Fluids mit dem Fluid versorgt und dadurch geschmiert und/oder gekühlt werden können, wobei dieser Nebel durch oszillierende Bauteile, wie beispielsweise Kolben und Pleuel entsteht, entsteht bei elektrischen Maschinen ein solcher Nebel nicht mehr, da es keine oszillierenden Bauteile mehr gibt. Insbesondere dann, wenn das Fluid ein Öl ist, wird der Nebel auch als Ölnebel bezeichnet. Bei Hubkolbenmaschinen führt der Nebel automatisch, das heißt allein durch seine Entstehung zu einer hinreichenden Versorgung und insbesondere Benetzung der Partner mit den Fluid. Demgegenüber kann bei elektrischen Maschinen dadurch, dass kein Ölnebel mehr entsteht, eine hinreichende Versorgung von entsprechenden Stellen mit dem Fluid nicht unbedingt sichergestellt werden, es sei denn, es werden entsprechende Maßnahmen ergriffen, die jedoch üblicherweise recht aufwendig sind. Eine Unterversorgung einer Stelle mit dem Fluid kann beispielsweise zu einer unerwünschten Erhitzung eines der zuvor genannten Elemente wie beispielsweise des Radialwellendichtrings führen. In der Folge kann es zu einer übermäßigen Erhitzung des Radialwellendichtrings und in der Folge zu einer unerwünschten Leckage des Fluids kommen. Auch eine Überversorgung des Elements, wie beispielsweise des Radialwellendichtrings, mit dem Fluid ist nachteilhaft. Aus einer solchen Überversorgung können unerwünschte Effekte wie eine unerwünschte Verschäumung des Fluids sowie ungünstige Druckeffekte resultieren. Steht beispielsweise der Radialwellendichtring komplett untergetaucht in dem Fluid, so könnte es zu einer Leckage des Fluids durch den Radialwellendichtring hindurch kommen, sodass das Fluid unerwünschterweise von einer nassen Seite auf eine trockene Seite beziehungsweise von einem Nassraum in einen Trockenraum kommt. Während dies beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor unkritisch sein kann, kann eine solche Leckage bei einer elektrischen Maschine zu unerwünschten Effekten wie Kriechströmen führen.It is known from reciprocating piston machines, also referred to as piston-operated machines, especially those of motor vehicles, that, for example, friction and/or sliding partners should be supplied with a coolant and/or lubricant in order to supply the friction and/or sliding partners, also referred to simply as partners, with a sufficient quantity of the coolant and/or lubricant. If the coolant and/or lubricant is in the form of an oil, the supply of the partners with the coolant and/or lubricant is also referred to as oiling or lubrication. For this purpose, a circuit is usually used. A flow concept has been developed that takes the needs of the partners into account and can ensure that a necessary and advantageous amount of the coolant and/or lubricant, preferably in liquid form, is delivered to the partners and thus to at least one point for a given operating condition. In particular, the fluid is used to avoid excessive friction at that point and/or to dissipate heat and thus avoid excessively high temperatures. In contrast to such reciprocating piston machines, electric machines, which are used, for example, as electric drive motors for the, in particular, purely electric, propulsion of motor vehicles, do not have any oscillating components due to their design. While in reciprocating piston machines, for example, friction and/or sliding and/or lubricating partners can simply be supplied with the fluid by means of a mist of the fluid and can thus be lubricated and/or cooled. This mist is created by oscillating components, such as pistons and connecting rods, such a mist no longer occurs in electric machines because there are no longer any oscillating components. Especially when the fluid is an oil, the mist is also referred to as oil mist. In reciprocating piston machines, the mist automatically, i.e., simply by its formation, leads to a sufficient supply and, in particular, wetting of the partners with the fluid. In contrast, in electric machines, the absence of oil mist means that a sufficient supply of fluid to the relevant locations cannot necessarily be guaranteed unless appropriate measures are taken, which are usually quite complex. An undersupply of fluid to a location can, for example, lead to undesirable heating of one of the previously mentioned elements, such as the radial shaft seal. This can then lead to excessive heating of the radial shaft seal and, as a result, to undesirable fluid leakage. An oversupply of the element, such as the radial shaft seal, with fluid is also disadvantageous. Such an oversupply can result in undesirable effects, such as undesirable foaming of the fluid and unfavorable pressure effects. For example, if the radial shaft seal is completely submerged in the fluid, the fluid could leak through the radial shaft seal, causing the fluid to undesirably flow from a wet side to a dry side or from a wet area to a dry area. While this may not be critical in an internal combustion engine, such a leak in an electrical machine can lead to undesirable effects such as leakage currents.
Die Erfindung ermöglicht es nun, die Stelle auf besonders einfache Weise mit einer hinreichenden Menge des Fluids zu versorgen, insbesondere derart, dass sowohl eine Überversorgung als auch eine Unterversorgung der Stelle mit dem Fluid vermieden werden können. Die erste Drehstellung und die zweite Drehstellung sind jeweilige Lagen des Käfigs, der die jeweilige Lage in um die Drehachse herum verlaufender Umfangsrichtung der Welle und des Käfigs relativ zu der Austrittsöffnung einnimmt oder einnehmen kann. Dreht sich beispielsweise die Welle mit einer gegenüber null unterschiedlichen, ersten Drehzahl um die Drehachse relativ zu dem Bauelement, so dreht sich beispielsweise der Käfig mit einer gegenüber null unterschiedlichen und von der ersten Drehzahl unterschiedlichen, zweiten Drehzahl um die Drehachse relativ zu der Austrittsöffnung und beispielsweise relativ zu der Welle, insbesondere dadurch, dass beispielsweise der Käfig um die Drehachse relativ zu der Austrittsöffnung und vorzugsweise auch relativ zu der Welle drehbar ist. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Austrittsöffnung mit der Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement mitdrehbar ist, sodass sich vorzugsweise die Welle und die Austrittsöffnung um die Drehachse relativ zu dem Bauelement mit der gleichen ersten Drehzahl drehen. Je nach Lage des Käfigs ist die Austrittsöffnung geöffnet oder verschlossen, mithin stärker freigegeben oder stärker versperrt. Da sich der Käfig mit einer anderen Drehzahl als die Austrittsöffnung um die Drehachse relativ zu dem Bauelement dreht, sodass der Käfig relativ zu der Austrittsöffnung dreht oder drehen kann, kommt es somit periodisch zu einem Öffnen und Schließen der Austrittsöffnung, mithin periodisch zu einem stärkeren Versperren und stärkeren Freigeben der Austrittsöffnung, sodass beispielsweise innerhalb, insbesondere genau, einer vollständigen Umdrehung der Austrittsöffnung beziehungsweise der Welle sich der Käfig während einer ersten Zeitspanne in der ersten Drehstellung und während einer zweiten Zeitspanne in der zweiten Drehstellung befindet. Steigt beispielsweise die Drehzahl, mit der sich die Austrittsöffnung und somit beispielsweise die Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement dreht, so ändert sich zwar beispielsweise kein Verhältnis von erster Zeitspanne zu zweiter Zeitspanne beziehungsweise von erster Drehstellung zu zweiter Drehstellung pro Umdrehung, jedoch ist aufgrund einer Fluidträgheit des Fluids davon auszugehen, dass es zu einem geringeren Gesamtvolumenstrom des aus der Austrittsöffnung ausströmenden Fluids pro Zeiteinheit kommt. Dies bedeutet, dass bei einer hohen Drehzahl der Austrittsöffnung beziehungsweise der Welle der Volumenstrom des die Austrittsöffnung durchströmenden und somit über die Austrittsöffnung aus dem Kanal ausströmenden Fluids abgeriegelt oder abgesenkt wird gegenüber einer demgegenüber geringeren Drehzahl der Austrittsöffnung beziehungsweise der Welle. Dies kann in einem Systemverbund vorteilhaft sein, da beispielsweise die zuvor genannte Fördereinrichtung bei hoher Drehzahl der Austrittsöffnung beziehungsweise der Welle insbesondere aufgrund von Verbraucheranforderungen wie beispielsweise einem Kühlen und/oder einem Schmieren der elektrischen Maschine eine besonders hohe, insbesondere maximale, Fördermenge des Fluids bereitstellt. Eine daraus resultierende, sehr große Menge des Fluids, mit welchem die Stelle versorgt wird, kann jedoch nachteilhaft sein, wobei durch die Erfindung dadurch, dass bei hoher Drehzahl der Austrittsöffnung beziehungsweise der Welle der Volumenstrom abgeriegelt beziehungsweise abgesenkt wird als bei demgegenüber geringeren Drehzahlen, eine Versorgung der Stelle mit einer übermäßigen Menge des Fluids vermieden werden kann. In der Folge kann eine hinreichende Menge des Fluids, das mittels der Fördereinrichtung gefördert wird, anderen Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden. In der Folge können eine Überversorgung und eine Unterversorgung der Stelle mit dem Fluid vermieden werden, und es kann sichergestellt werden, dass andere Verbraucher mit einer hinreichend großen Menge des Fluids versorgt werden können.The invention now makes it possible to supply the location with a sufficient amount of fluid in a particularly simple manner, in particular in such a way that both an oversupply and an undersupply of the location with fluid can be avoided. The first rotational position and the second rotational position are respective positions of the cage, which assumes or can assume the respective position in the circumferential direction of the shaft and the cage relative to the outlet opening, running around the axis of rotation. If, for example, the shaft rotates about the axis of rotation relative to the component at a first speed different from zero, the cage rotates about the axis of rotation relative to the outlet opening and, for example, relative to the shaft at a second speed different from zero and different from the first speed, in particular by the cage being rotatable about the axis of rotation relative to the outlet opening and preferably also relative to the shaft. In particular, it is provided that the outlet opening can rotate with the shaft about the axis of rotation relative to the component, so that preferably the shaft and the outlet opening rotate about the axis of rotation relative to the component at the same first speed. Depending on the position of the cage, the outlet opening is open or closed, and thus more strongly released or more strongly blocked. Since the cage rotates at a different speed than the outlet opening about the axis of rotation relative to the component, so that the cage rotates or can rotate relative to the outlet opening, the outlet opening is periodically opened and closed, and thus periodically the outlet opening is more strongly blocked and more strongly released, so that, for example, within, in particular exactly, one complete rotation of the outlet opening or of the shaft, the cage is in the first rotational position for a first period of time and in the second rotational position for a second period of time. If, for example, the speed at which the outlet opening and thus, for example, the shaft rotates around the axis of rotation relative to the component increases, then although the ratio of the first time period to the second time period or of the first rotational position to the second rotational position per revolution does not change, due to the fluid inertia of the fluid, it can be assumed that there will be a lower total volume flow of the fluid flowing out of the outlet opening per unit of time. This means that at a high speed of the outlet opening or the shaft, the volume flow of the fluid flowing through the outlet opening and thus flowing out of the channel via the outlet opening is blocked or reduced compared to a lower speed of the outlet opening or the shaft. This can This can be advantageous in a system network because, for example, the aforementioned conveying device provides a particularly high, in particular maximum, flow rate of fluid at high speeds of the outlet opening or shaft, particularly due to consumer requirements such as cooling and/or lubrication of the electric machine. However, a resulting very large amount of fluid supplied to the location can be disadvantageous. The invention can prevent the location from being supplied with an excessive amount of fluid by blocking or reducing the volume flow at high speeds of the outlet opening or shaft compared to lower speeds. As a result, a sufficient amount of the fluid conveyed by the conveying device can be made available to other consumers. As a result, oversupply and undersupply of the location with fluid can be avoided, and it can be ensured that other consumers can be supplied with a sufficiently large amount of fluid.
Um sowohl eine Versorgung mit einer übermäßig großen Menge des Fluids als auch eine Versorgung der Stelle mit einer ungünstig geringeren Menge des Fluids auf besonders einfache Weise vermeiden zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Teilbereich die Austrittsöffnung gegenüber dem ersten Teilbereich dadurch stärker freigibt und der erste Teilbereich die Austrittsöffnung gegenüber dem zweiten Teilbereich dadurch stärker versperrt, dass der erste Teilbereich in der ersten Drehstellung in radialer Richtung der Welle nach außen hin betrachtet näher an der Austrittsöffnung angeordnet ist als der zweite Teilbereich der zweiten Drehstellung.In order to be able to avoid both a supply with an excessively large amount of fluid and a supply of the location with an unfavorably smaller amount of fluid in a particularly simple manner, one embodiment of the invention provides that the second sub-region opens the outlet opening more than the first sub-region and the first sub-region blocks the outlet opening more than the second sub-region in that the first sub-region is arranged closer to the outlet opening in the first rotational position, viewed outwards in the radial direction of the shaft, than the second sub-region in the second rotational position.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch, dass die Austrittsöffnung, über welche das Fluid (Kühl- und/oder Schmiermittel) aus dem Kanal abführbar und dadurch an eine Umgebung des Kanals zu führen ist, in der Welle ausgebildet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid gewährleistet werden.A further embodiment is characterized in that the outlet opening, through which the fluid (coolant and/or lubricant) can be discharged from the channel and thus guided to the area surrounding the channel, is formed in the shaft. This ensures an advantageous supply of the fluid to the location.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Wälzlager einen separat zu dem Käfig und separat von der Welle und vorzugsweise auch separat von den Wälzkörpern ausgebildeten und drehfest mit der Welle verbundenen Lagerinnenring aufweist, welcher auch als einfach als Innenring bezeichnet wird. Dabei ist die Austrittsöffnung in axialer Richtung der Welle, insbesondere vollständig, versetzt zu dem Innenring angeordnet, sodass über die Austrittsöffnung das Fluid unter Umgehung des Innenrings an die Umgebung und somit zu der Stelle zu führen ist. Dies bedeutet, dass das Fluid auf seinem Weg von und aus dem Kanal an oder in die Umgebung den Innenring umgeht, das heißt nicht durch den Innenring hindurchströmt. Dadurch kann eine vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid sichergestellt werden.It has proven particularly advantageous if the rolling bearing has an inner bearing ring that is formed separately from the cage and separate from the shaft and preferably also separate from the rolling elements and is connected to the shaft in a rotationally fixed manner, which is also simply referred to as the inner ring. The outlet opening is arranged offset from the inner ring in the axial direction of the shaft, in particular completely, so that the fluid can be guided to the environment and thus to the point via the outlet opening, bypassing the inner ring. This means that the fluid bypasses the inner ring on its way from and out of the channel to or into the environment, i.e. does not flow through the inner ring. This can ensure an advantageous supply of the point with the fluid.
Beispielsweise bildet der Innenring die zuvor genannte, innere Laufbahn für die Wälzkörper.For example, the inner ring forms the aforementioned inner raceway for the rolling elements.
Um beispielsweise das Fluid besonders vorteilhaft zu der Stelle führen und eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Austrittsöffnung, über welche das Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Kanal abführbar und dadurch an die Umgebung des Kanals zu führen ist, in dem separat von dem Käfig und separat von der Welle und auch vorzugsweise separat von den Wälzkörpern ausgebildeten und drehfest mit der Welle verbundenen Lagerinnenring des Wälzlagers ausgebildet ist, sodass der zuvor genannte Teil des Kanals als erste Teil in der Welle und ein stromab des ersten Teils angeordneter zweiter Teil des Kanals in dem Lagerinnenring verläuft. Dabei ist der zweite Teil mit dem ersten Teil fluidisch verbunden. Vorzugsweise schließt sich der zweite Teil in Strömungsrichtung des den Kanal durchströmenden Fluids direkt an den ersten Teil an, sodass in Strömungsrichtung des den Kanal durchströmenden Fluids zwischen den Teilen kein anderer, weiterer Teil angeordnet ist.In order, for example, to be able to guide the fluid to the location in a particularly advantageous manner and to achieve a particularly advantageous supply of the location with the fluid, one embodiment of the invention provides that the outlet opening, through which the coolant and/or lubricant can be discharged from the channel and thus led to the area surrounding the channel, is formed in the inner bearing ring of the rolling bearing, which is formed separately from the cage and separately from the shaft and also preferably separately from the rolling elements and is connected to the shaft in a rotationally fixed manner, such that the aforementioned part of the channel runs as the first part in the shaft and a second part of the channel, arranged downstream of the first part, runs in the inner bearing ring. The second part is fluidically connected to the first part. Preferably, the second part directly adjoins the first part in the flow direction of the fluid flowing through the channel, such that no other, further part is arranged between the parts in the flow direction of the fluid flowing through the channel.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das einfach auch als Fahrzeug bezeichnete und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Maschine aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Maschine weist wenigstens eine Lagerungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to an electric machine for a motor vehicle. This means that the motor vehicle, also simply referred to as a vehicle and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the electric machine in its fully manufactured state and can be driven by the electric machine, in particular purely electrically. The electric machine has at least one bearing arrangement according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.
Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.Preferably, the electrical machine is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably amounts to several hundred volts.
Um eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, welcher mittels des Stators antreibbar und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist, wobei der Rotor koaxial zu der Welle angeordnet.In order to be able to realize a particularly advantageous supply of the location with the fluid, it is provided in an embodiment of the second aspect of the invention that the electrical Machine having a stator and a rotor which is drivable by means of the stator and is thereby rotatable about the axis of rotation relative to the stator, wherein the rotor is arranged coaxially to the shaft.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Versorgung der Stelle mit dem Fluid als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die insbesondere separat von dem Rotor ausgebildete Welle drehfest mit dem Rotor verbunden ist.In order to achieve a particularly advantageous supply of the fluid to the location, it has proven particularly advantageous if the shaft, which is in particular formed separately from the rotor, is connected to the rotor in a rotationally fixed manner.
Wie bereits bezüglich des ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Austrittsöffnung mit der Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement drehbar ist, sodass vorzugsweise die Welle und die Austrittsöffnung mit der gleichen Drehzahl um die Drehachse relativ zu dem Bauelement und beispielsweise auch relativ zu dem Käfig drehbar sind.As already described with regard to the first aspect of the invention, it is preferably provided that the outlet opening is rotatable with the shaft about the axis of rotation relative to the component, so that preferably the shaft and the outlet opening are rotatable at the same speed about the axis of rotation relative to the component and, for example, also relative to the cage.
Bei einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine ein Gehäuse aufweist, welches einen Aufnahmeraum direkt begrenzt. Der Stator ist in dem Aufnahmeraum aufgenommen. Beispielsweise ist der Stator separat von dem Gehäuse ausgebildet und drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Dabei ist das Bauelement vorzugsweise ein Gehäuseteil des Gehäuses. Hierdurch kann eine vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid gewährleistet werden.In a further embodiment of the second aspect of the invention, the electric machine comprises a housing that directly defines a receiving space. The stator is accommodated in the receiving space. For example, the stator is formed separately from the housing and is connected to the housing in a rotationally fixed manner. The component is preferably a housing part of the housing. This ensures an advantageous supply of fluid to the location.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine elektrische Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle, and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has at least one electric machine according to the second aspect of the invention and can be driven, in particular purely electrically, by means of the electric machine. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the third aspect of the invention, and vice versa.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs; -
2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Lagerungsanordnung der elektrischen Maschine; -
3 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht der Lagerungsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform; -
4 eine schematische Perspektivansicht eines Käfigs eines Wälzlagers der Lagerungsanordnung; -
5 eine schematische Vorderansicht des Käfigs; -
6 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht des Käfigs; und -
7 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Lagerungsanordnung.
-
1 a partial schematic and perspective sectional view of an electrical machine of a motor vehicle; -
2 a partial schematic and sectional perspective view of a first embodiment of a bearing arrangement of the electrical machine; -
3 a partial schematic and partially sectioned perspective view of the bearing arrangement according to the first embodiment; -
4 a schematic perspective view of a cage of a rolling bearing of the bearing arrangement; -
5 a schematic front view of the cage; -
6 a partial schematic and sectional perspective view of the cage; and -
7 a schematic and partially sectioned perspective view of a second embodiment of the bearing arrangement.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols.
Die elektrische Maschine 1 weist eine Lagerungsanordnung 9 auf, bei welcher die Welle 7 über wenigstens ein Wälzlager 10 um die Drehachse 4 relativ zu dem Gehäuseteil 8 drehbar an dem Gehäuseteil 8 gelagert ist.The electrical machine 1 has a bearing arrangement 9 in which the shaft 7 is rotatably mounted on the housing part 8 about the rotation axis 4 relative to the housing part 8 via at least one rolling bearing 10.
Aus
Der Käfig 13 ist besonders gut aus
Die Lagerungsanordnung 9 und somit die elektrische Maschine 1 weisen außerdem einen zumindest teilweise in der Welle 7 verlaufenden Kanal 16 auf. Bei der ersten Ausführungsform verläuft der Kanal 16 teilweise in der Welle 7 und teilweise in dem separat von der Welle 7 ausgebildeten und drehfest mit der Welle 7 verbundenen Lagerinnenring 11, sodass bei der ersten Ausführungsform ein erster Teil T1 des Kanals 16 in der Welle 7 und ein zweiter Teil T2 des Kanals 16 in dem Lagerinnenring 11 verläuft. Die Teile und T1 und T2 sind fluidisch miteinander verbunden und schließen derart direkt, das heißt unmittelbar aneinander an, dass der zweite Teil T2 in Strömungsrichtung eines den Kanal 16 durchströmenden Kühl- und/oder Schmiermittels stromab des Teils T1 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass das Kühl- und/oder Schmiermittel während eines Betriebs der elektrischen Maschine in die genannte Strömungsrichtung durch den Kanal 16 und somit durch die Teile T1 und T2 hindurchströmt, derart, dass der Teil T2 in Strömungsrichtung des den Kanal 16 durchströmenden Kühl- und/oder Schmiermittels stromab des Teils T1 angeordnet ist, wobei sich der Teil T2 in Strömungsrichtung des den Kanal 16 durchströmenden Kühl- und/oder Schmiermittels direkt an den Teil T1 anschließt. Somit ist zwischen den Teilen T1 und T2 kein anderer, weiterer Teil des Kanals 16 angeordnet. Das Kühl- und/oder Schmiermittel wird einfach auch als Fluid bezeichnet und ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl. Ganz vorzugsweise ist das Fluid Bestandteil der elektrischen Maschine 1. Der Kanal 16 und somit die Teile T1 und T2 sind von dem Fluid durchströmbar. Besonders gut aus
Erkennbar aus
Um nun eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stelle S, an welcher die Dichtlippe 19 die Welle 7 direkt berührt, mit dem Fluid realisieren zu können, insbesondere derart, dass sowohl eine Überversorgung der Stelle S mit dem Fluid als auch eine Unterversorgung beziehungsweise Mangelversorgung der Stelle S mit dem Fluid vermieden werden können, ist es bei der Lagerungsanordnung 9 vorgesehen, dass der Käfig 13 wenigstens zwei in um die Drehachse 4 verlaufender Umfangsrichtung des Käfigs 13 und der Welle 7 direkt aufeinanderfolgende und sich jeweils in Umfangsrichtung des Käfigs 13 erstreckende Teilbereiche aufweist, nämlich einen ersten Teilbereich TB1 und einen zweiten Teilbereich TB2. Dadurch, dass der Käfig 13 um die Drehachse 4 relativ zu der Austrittsöffnung 17 drehbar ist, ist der Käfig 13 um die Drehachse 4 relativ zu der Austrittsöffnung 17 und auch relativ zu der Welle 7 in wenigstens oder genau zwei unterschiedliche Drehstellungen drehbar, nämlich eine erste Drehstellung D1 (
In der zweiten Drehstellung D2 gibt der zweite Teilbereich TB2 die Austrittsöffnung 17 in radialer Richtung der Welle 7 nach außen hin stärker frei als der erste Teilbereich TB1 in der ersten Drehstellung D1. Umgekehrt ausgedrückt, in der ersten Drehstellung D1 versperrt der erste Teilbereich TB1 die Austrittsöffnung 17 in radialer Richtung der Welle 7 nach außen hin stärker als der zweite Teilbereich TB2 in der zweiten Drehstellung D2. Dies ist derart realisiert, dass der erste Teilbereich TB1 in der ersten Drehstellung D1 in radialer Richtung der Welle 7 näher an der Austrittsöffnung 17 angeordnet ist als der zweite Teilbereich TB2 in der zweiten Drehstellung D2. Umgekehrt ausgedrückt ist der zweite Teilbereich TB2 in der zweiten Drehstellung D2 in radialer Richtung der Welle 7 nach außen hin betrachtet weiter weg von der Austrittsöffnung 17 angeordnet als der erste Teilbereich TB1 in der ersten Drehstellung D1. Dadurch wird in der ersten Drehstellung D1 mittels des ersten Teilbereichs TB1 das die Austrittsöffnung 17 durchströmende und somit über die Austrittsöffnung 17 aus dem Kanal 16 ausströmende Fluid stärker gedrosselt als in der zweiten Drehstellung D2 mittels des zweiten Teilbereichs TB2. Hierdurch können sowohl bei geringeren Drehzahlen als auch bei demgegenüber höheren Drehzahlen der Welle 7 sowohl eine Mangelversorgung der Stelle S mit dem Fluid als auch eine Überversorgung der Stelle S mit dem Fluid vermieden werden.In the second rotational position D2, the second partial area TB2 opens the outlet opening 17 in the radial direction of the shaft 7 to a greater extent than the first partial area TB1 in the first rotational position D1. Conversely, in the first rotational position D1, the first partial area TB1 blocks the outlet opening 17 in the radial direction of the shaft 7 to a greater extent than the second partial area TB2 in the second rotational position D2. This is such that realized that the first sub-area TB1 in the first rotational position D1 is arranged closer to the outlet opening 17 in the radial direction of the shaft 7 than the second sub-area TB2 in the second rotational position D2. Conversely, the second sub-area TB2 in the second rotational position D2 is arranged further away from the outlet opening 17 in the radial direction of the shaft 7, viewed outwards, than the first sub-area TB1 in the first rotational position D1. As a result, in the first rotational position D1, the fluid flowing through the outlet opening 17 and thus flowing out of the channel 16 via the outlet opening 17 is throttled more strongly by means of the first sub-area TB1 than in the second rotational position D2 by means of the second sub-area TB2. As a result, both an insufficient supply of the point S with the fluid and an oversupply of the point S with the fluid can be avoided both at lower speeds of rotation of the shaft 7 and at higher speeds of rotation of the shaft 7.
Bei der in
Bei der in
Die Teilbereiche TB1 und TB2 des Käfigs 13 sind Segmente des Käfigs 13, wobei der Teilbereich TB1 als erstes Segment und der Teilbereich TB2 als zweites Segment des Käfigs 13 bezeichnet werden. In der ersten Drehstellung D1 liegt die Austrittsöffnung 17 unter dem ersten Segment, und in der zweiten Drehstellung D2 liegt die Austrittsöffnung 17 unter dem zweiten Segment. Die Segmente versperren die Austrittsöffnung 17 unterschiedlich stark, sodass die Segmente das die Austrittsöffnung 17 durchströmende und somit über die Austrittsöffnung 17 aus dem Kanal 16 ausströmende Fluid unterschiedlich stark drosseln, mithin unterschiedlich stark daran hindern, die Austrittsöffnung 17 zu durchströmen und somit über die Austrittsöffnung 17 aus dem Kanal 16 auszuströmen. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine derartige Versorgung der Stelle S mit dem Fluid realisiert werden, dass sowohl eine Versorgung der Stelle S mit einer übermäßig großen Menge des Fluids als auch eine versorgen der Stelle S mit einer ungünstig geringen Menge des Fluids vermieden werden können.The sub-regions TB1 and TB2 of the cage 13 are segments of the cage 13, with the sub-region TB1 being referred to as the first segment and the sub-region TB2 as the second segment of the cage 13. In the first rotational position D1, the outlet opening 17 is located below the first segment, and in the second rotational position D2, the outlet opening 17 is located below the second segment. The segments block the outlet opening 17 to different degrees, so that the segments throttle the fluid flowing through the outlet opening 17 and thus out of the channel 16 via the outlet opening 17 to different degrees, thus preventing it from flowing through the outlet opening 17 and thus out of the channel 16 via the outlet opening 17 to different degrees. As a result, it is possible to supply the point S with the fluid in a particularly simple manner in such a way that both a supply of the point S with an excessively large amount of the fluid and a supply of the point S with an unfavorably small amount of the fluid can be avoided.
Erkennbar aus
Aus
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrische Maschineelectric machine
- 22
- Statorstator
- 33
- Rotorrotor
- 44
- Drehachseaxis of rotation
- 55
- GehäuseHousing
- 66
- Aufnahmeraumrecording room
- 77
- WelleWave
- 88
- GehäuseteilHousing part
- 99
- LagerungsanordnungStorage arrangement
- 1010
- WälzlagerRolling bearings
- 1111
- LagerinnenringBearing inner ring
- 1212
- LageraußenringBearing outer ring
- 1313
- Käfigcage
- 1414
- WälzkörperRolling elements
- 1515
- Doppelpfeildouble arrow
- 1616
- Kanalchannel
- 1717
- AustrittsöffnungExit opening
- 1818
- DichtelementSealing element
- 1919
- Dichtlippesealing lip
- 2020
- außenumfangsseitige Mantelflächeouter peripheral surface
- 2121
- TrockenraumDrying room
- 2222
- Nassraumwet room
- 2323
- NutNut
- D1D1
- erste Drehstellungfirst rotation position
- D2D2
- zweite Drehstellungsecond rotation position
- P1P1
- erster Pfeilfirst arrow
- P2P2
- zweiter Pfeilsecond arrow
- T1T1
- erster Teilfirst part
- T2T2
- zweiter Teilsecond part
- TB1TB1
- erster Teilbereichfirst sub-area
- TB2TB2
- zweiter Teilbereichsecond sub-area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2020 101 951 A1 [0002]DE 10 2020 101 951 A1 [0002]
Claims (10)
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| Country | Link |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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